Кабели силовые сечением 630 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Силовые кабели с номинальным сечением токопроводящей жилы 630 мм² представляют собой продукцию высшего класса мощности, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на промышленных предприятиях, в энергосистемах и инфраструктурных объектах. Данное сечение является одним из наиболее востребованных в высоковольтных и низковольтных сетях большой мощности. Конструкция, материалы и технические параметры таких кабелей строго регламентируются национальными (ГОСТ, ТУ) и международными стандартами (МЭК, DIN).

Конструктивные особенности кабелей 630 мм²

Конструкция кабеля варьируется в зависимости от номинального напряжения и условий прокладки, однако общие элементы остаются неизменными.

• Токопроводящая жила: Выполняется, как правило, из алюминия (А) или меди (М). Для сечения 630 мм² жила чаще всего секторной или сегментной формы (для многожильных кабелей) для компактности. Медная жила обладает более высокой проводимостью и стойкостью к окислению, алюминиевая — меньшим весом и стоимостью. Жила может быть однопроволочной (ож) для жестких условий монтажа или многопроволочной (мн) для повышенной гибкости.
• Изоляция: Основными материалами являются сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE) и поливинилхлоридный пластикат (ПВХ). Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше применяется исключительно СПЭ, обеспечивающий высокие диэлектрические и температурные характеристики (длительно допустимая температура +90°C). Для кабелей до 1 кВ может использоваться ПВХ изоляция (допустимая температура +70°C).
• Экран по изоляции: Обязателен для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Представляет собой полупроводящий слой (экструдированный или на основе лент), выравнивающий электрическое поле, и медный экран (в виде оплетки, гофрированной ленты или проволок) для отвода токов утечки и обеспечения безопасности.
• Поясная изоляция и заполнитель: В многожильных кабелях пространство между изолированными жилами заполняется для придания круглой формы. Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция из ПВХ или полиэтилена.
• Броня и защитные покровы: Для прокладки в земле (траншеях) кабель бронируется стальными оцинкованными лентами (Б) или проволоками (К). Поверх брони накладывается защитный покров из ПВХ-шланга, битума или полимерных материалов для защиты от коррозии.
• Внешняя оболочка: Выполняется из ПВХ-пластиката, полиэтилена или безгалогенных композиций (при требовании к низкой дымности и газовыделению). Защищает кабель от механических повреждений, влаги и агрессивных сред.

Основные типы и марки кабелей сечением 630 мм²

Маркировка кабеля определяет материал жилы, изоляции, наличие экрана, брони и оболочки. Ниже представлена таблица наиболее распространенных марок.

Марка кабеля	Материал жилы	Напряжение, кВ	Основные области применения	Ключевые особенности
АВВГ-630	Алюминий	0,66; 1	Прокладка в сухих и влажных помещениях, каналах, тоннелях. Запрещена для прокладки в земле.	Изоляция и оболочка из ПВХ. Без брони.
АПвБШп-630	Алюминий	10; 35	Прокладка в земле (траншеях), включая трассы с высокой коррозионной активностью.	Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ), броня из стальных оцинкованных лент, защитный полиэтиленовый шланг поверх брони.
ПвП-630	Медь	6; 10; 35	Стационарная прокладка в кабельных сооружениях, блоках, на специальных эстакадах.	СПЭ-изоляция, медный экран, полиэтиленовая оболочка. Без брони.
ЦСП-630	Медь	110; 220	Магистральные линии в энергосистемах, вводы на подстанции, переходы через водоемы.	Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, маслонаполненный или с газовой изоляцией. Имеет сложную многослойную конструкцию с радиальной влагозащитой.
КГ-630	Медь	0,66; 1	Подключение передвижных механизмов, экскаваторов, сварочных постов. Временное энергоснабжение.	Гибкая жила, резиновая изоляция и оболочка. Устойчив к многократным изгибам и перемотке.

Технические и электрические параметры

Параметры кабелей 630 мм² определяются условиями их эксплуатации и напряжением. Приведенные данные являются типовыми и должны уточняться по паспорту конкретного изделия.

Таблица 1. Длительно допустимые токи нагрузки для кабелей 630 мм² (одножильных, проложенных в земле +25°C, температура жилы +90°C для СПЭ и +70°C для ПВХ)

Марка кабеля	Напряжение, кВ	Допустимый ток, А (в земле)	Допустимый ток, А (в воздухе)
АПвБШп-630	10	755	665
ПвП-630	10	880	775
АВВГ-630	1	605	530
ВВГ-630	1	830	730

Активное сопротивление жилы: При температуре +20°C для алюминиевой жилы 630 мм² составляет не более 0,0461 Ом/км, для медной — не более 0,0283 Ом/км. Сопротивление увеличивается с ростом температуры.

Индуктивное сопротивление: Зависит от взаимного расположения жил, расстояния между ними и материала экрана. Для трехжильных кабелей 6-10 кВ обычно находится в диапазоне 0,1-0,15 Ом/км.

Емкостные параметры и токи заряда: Для кабелей на высокое напряжение (35 кВ и выше) емкость на землю является критическим параметром, определяющим токи заряда и возможность использования устройств дугогашения. Емкость кабеля 630 мм² на 35 кВ может достигать 0,3-0,4 мкФ/км.

Условия прокладки и монтажа: Минимальный радиус изгиба при монтаже для одножильных кабелей с СПЭ-изоляцией составляет 20-25 наружных диаметров, для многожильных — 15 диаметров. Прокладка в земле требует подготовки траншеи с песчаной подушкой, отсутствием твердых включений и защитой сигнальной лентой. При параллельной прокладке нескольких кабелей необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки из-за взаимного нагрева.

Расчет и выбор кабеля 630 мм²

Выбор сечения 630 мм² должен быть обоснован расчетом. Основные критерии:

• По длительно допустимому току нагрузки: Расчетный максимальный ток в нормальном режиме должен быть меньше допустимого тока для выбранного способа прокладки с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли, группирование, теплопроводность грунта).
• По потере напряжения: Суммарные потери напряжения в линии от источника питания до наиболее удаленного приемника не должны превышать значений, установленных ПУЭ (например, ±5% для силовых нагрузок).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания (КЗ): Проверка выполняется для обеспечения того, что кабель не будет поврежден при протекании тока КЗ в течение времени его отключения защитой. Минимально допустимое сечение по термической стойкости рассчитывается по формуле: S_min = (I_кз
• √t) / K, где I_кз — установившийся ток КЗ, t — время его действия, K — коэффициент, зависящий от материала жилы (для меди ~140, для алюминия ~90). Для сечения 630 мм² этот критерий, как правило, выполняется с запасом.
• По экономической плотности тока: Для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки (промышленные предприятия) сечение выбирается исходя из экономической целесообразности минимизации потерь электроэнергии за срок службы кабеля.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабелей большого сечения требует специального оборудования и квалификации персонала.

• Раскатка: Осуществляется с помощью кабельных роликов, установленных по трассе. Запрещается волочение кабеля по земле или перекатывание барабанов для избежания повреждения оболочек.
• Соединение и оконцевание: Для соединения секций кабеля используются кабельные муфты (соединительные, стопорные). Для алюминиевых жил 630 мм² применяют механические обжимные соединители (гильзы) с использованием гидравлических прессов и специальной смазки для удаления оксидной пленки. Медные жилы также обжимаются или свариваются. Оконцевание выполняется с помощью кабельных наконечников, которые крепятся к шинам распределительных устройств. Критически важна герметизация муфт для исключения доступа влаги к изоляции.
• Заземление: Экран (броня) кабеля на обоих концах должен быть надежно заземлен для безопасности и нормальной работы защит. Для высоковольтных кабелей применяют системы перекрестного заземления или заземление через ограничители перенапряжений.

Контроль, диагностика и эксплуатация

После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (для линий 10 кВ — испытательное напряжение 60 кВ в течение 10 минут). В процессе эксплуатации проводится мониторинг состояния изоляции с помощью измерений тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ), частичных разрядов, распределения температуры по трассе (с помощью волоконно-оптических систем или тепловизионного контроля в конечных точках). Профилактические испытания позволяют выявить старение изоляции и развитие дефектов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвБШп-630 от АПвПу-630?

Основное отличие — в конструкции брони и внешней оболочки. АПвБШп имеет броню из стальных оцинкованных лент (Б) и защитный полиэтиленовый шланг (Шп) поверх брони. АПвПу имеет броню из стальных оцинкованных проволок (К) и полиэтиленовую оболочку поверх них. Кабель с проволочной броней (Пу) более гибкий и лучше приспособлен для прокладки на трассах с возможными подвижками грунта или на вертикальных участках.

Какой кабель выбрать для линии 10 кВ длиной 2 км: алюминий 630 мм² или медь 400 мм²?

Выбор требует технико-экономического расчета. Алюминиевый кабель 630 мм² имеет меньшее активное сопротивление, чем медь 400 мм² (примерно 0,0461 против 0,044 Ом/км при +20°C, но при рабочей температуре разница может нивелироваться). Следовательно, потери энергии в алюминиевом кабеле могут быть ниже. Однако медный кабель компактнее, долговечнее и имеет лучшую стойкость к механическим нагрузкам. Необходимо сравнить допустимые токи, потери напряжения, стоимость кабеля и монтажа, а также эксплуатационные расходы на потери электроэнергии.

Каковы требования к траншее для прокладки АПвБШп-630 на 10 кВ?

Глубина траншеи от планировочной отметки — не менее 0,7-0,8 м. Ширина — 250-300 мм для одного кабеля. На дне — песчаная или просеянная мягкая грунтовая подушка толщиной 100 мм. После укладки кабель засыпается мягким грунтом без камней на 200 мм, затем укладывается сигнальная лента или кирпич, после чего траншея засыпается полностью. Расстояние между параллельно проложенными кабелями 10 кВ должно быть не менее 100 мм (по ПУЭ).

Как правильно выбрать наконечник для кабеля ВВГ-630?

Для медного кабеля ВВГ-630 применяют медные луженые наконечники типа ТМЛ или ТМ. Серия наконечника должна соответствовать сечению жилы — 630 мм². Крепление осуществляется с помощью гидравлического пресса матрицами, указанными в паспорте на наконечник. Обязательна последующая изоляция места соединения жилы с наконечником (если оно не входит в состав муфты). Для алюминиевых жил используют алюминиевые или медно-алюминиевые наконечники (типа ТА или ТАМ).

Какой минимальный радиус изгиба для кабеля ПвП-630 на 35 кВ?

Для одножильных кабелей с СПЭ-изоляцией на напряжение 35 кВ минимальный допустимый радиус изгиба при монтаже составляет не менее 20 наружных диаметров кабеля. Для кабеля 630 мм² наружный диаметр может составлять около 90-100 мм, следовательно, радиус изгиба — не менее 1,8-2 метров. Для многожильных кабелей радиус меньше — обычно 15 диаметров.

Нужно ли заземлять экран кабеля АПвБШп-630 с двух сторон?

Да, согласно ПУЭ и требованиям безопасности, металлические экраны (и броня) силовых кабелей на напряжение 6 кВ и выше должны быть заземлены с обоих концов. Это обеспечивает безопасный путь для токов утечки, снижает электромагнитные помехи и предотвращает возникновение опасных потенциалов на экране. В некоторых специфических схемах (очень длинные линии) может применяться одностороннее заземление или заземление через специальные устройства, но это требует отдельного обоснования.